表面微觀粗化金屬樣品晶體大小直徑測量顯微鏡
疲 勞
這種故障發生在循環性負載作用下開始形成裂縫并逐漸增
長。雖然材料的疲勞極限可認為是材料的一種性能，但表面情況
和裂縫增長率，是為操作情況所影響的有很大實際意義的因素。
疲勞是在表面微裂形成后開始發生的(無論是表面粗化、晶
界裂紋，還是裂縫圍繞硬的芯核)，隨之發生的延伸性裂縫，橫貫
和滲透到金屬本體。在整個試驗期內，使用壽命的延長是由于經
常定期的表層脫離，不管使用壽命是多達幾百萬次或是僅只有上
千次循環，都可證明，較初的裂縫是受表面晶粒制約的。
表面微觀裂縫的發展方向是在操作的滑動面上開始的。它一
直保持到微觀裂縫有這樣一種大小，即在分解循環應力對裂縫面
的垂直作用下，使裂縫的開閉量對足夠大的材料體積沿著它在統
一體中繼續增長的裂縫邊緣，有充分的影響。
增長過程與處在裂縫邊緣前的材料體積的抗拉應變大小有關
(裂縫邊緣隨負載循環期內裂縫開閉總量而定)，增長的方向與額
定較大循環抗拉應力的方向相垂直(即對一定的裂縫大小、裂縫
的方向性與一定的較大開量相稱)，而與任何晶體的滑動方向無
關。其次，裂縫可稱為宏觀裂縫，其增長率比較初的微觀裂縫快
得多，而且它會迅速地伸展到整個金屬。
在機械故障的許多原因之中，只有延遲的隨時性故障才提供
診斷和情況監測。
故障可以概括地分成破裂性故障和未出現破裂情況的故障。
又可根據化學、熱學及機械的影響原因作進一步再細的分類。由
于對故障的某些起因作了大量更進一步的詳細分類，故障進一步
細分的結果，可區別為蠕動、腐蝕、疲勞和機械破裂故障。
故障的起因已表示為很概括的項目，例如，腐蝕就包括硫酸
鹽腐蝕及沉積效應的腐蝕，而疲勞包括剝落或表面疲勞，磨損包
括侵蝕性磨損。也有把相互關聯的起因看作是腐蝕性疲勞的。
故障表面的識別
金屬斷面圖的研究，提供了對故障起因作事后判斷的有效依
據。借助于裂紋表面的“圖集”進行目測鑒定，可作為第一
步。
